[發明專利]一種固廢基低堿度多孔生態透水混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 202011641701.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112759343B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 吳長亮;王文龍;張超;蔣穩;王旭江;李敬偉;毛巖鵬;孫靜;趙希強;宋占龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;E02D17/20;C04B7/24;C04B7/21;C04B38/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種固廢基低堿度多孔生態透水混凝土及其制備方法，按質量份數計，由以下原料組成：低堿度膠凝材料10～20份，掘進矸石骨料75～85份，粘合劑0.1～0.2份，減水劑0.03～0.04份，水3.0～4.5份；低堿度膠凝材料由固廢基硫鋁酸鹽膠凝材料、混合石粉、脫硫石膏以質量比75～85：10～20：3～5組成，混合石粉為紅矸石粉與廢石粉的混合物。制備方法為：將掘進矸石骨料、一部分掘進矸石骨料、一部分水進行攪拌混合，然后加入粘合劑、減水劑、剩余掘進矸石骨料及剩余水繼續攪拌混合獲得。本發明不僅能夠使混凝土的pH值與植物正常生長所需要的土壤環境pH值相容，而且能夠大大降低生態混凝土的成本。

技術領域

本發明屬于生態混凝土領域，涉及一種固廢基低堿度多孔生態透水混凝土及其制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

生態混凝土又稱多孔種植混凝土、綠化混凝土，在實現安全防護的同時又能實現生態種植，是一種能將工程防護和生態修復很好的結合起來的新型護坡材料。其主體以特定粒徑骨料作為支承骨架，通過生態膠凝材料和骨料包裹而成，具有一定孔隙結構和強度。

據發明人發現，傳統生態混凝土制備采用膠凝材料大多為普通硅酸鹽水泥，因為普硅水泥水化后會產生大量水化產物Ca(OH)₂，導致目前所制備的生態混凝土孔隙內堿度太高。不能滿足植物根系生長要求，硅酸鹽水泥水化后漿體液相平衡時pH值達到13.5，而植物正常生長所需要的土壤環境pH值在8～10左右，二者很難相容。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種固廢基低堿度多孔生態透水混凝土及其制備方法，能夠使混凝土的pH值與植物正常生長所需要的土壤環境pH值相容，同時大大降低生態透水混凝土的成本。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一方面，一種固廢基低堿度多孔生態透水混凝土，按質量份數計，由以下原料組成：低堿度膠凝材料10～20份，掘進矸石骨料75～85份，粘合劑0.1～0.2份，減水劑0.03～0.04份，水3.0～4.5份；

所述低堿度膠凝材料由固廢基硫鋁酸鹽膠凝材料、混合石粉、脫硫石膏以質量比75～85：10～20：3～5組成，所述混合石粉為紅矸石粉與廢石粉的混合物。

本發明的低堿度膠凝材料以固廢基硫鋁酸鹽膠凝材料作為基體，具有堿度低的特性，能夠降低生態透水混凝土的pH，而且成本較低。由于生態透水混凝土主要成分為石子骨料，為了進一步降低成本，本發明采用掘進矸石骨料，掘進矸石為煤炭露天開采剝離及采煤巷道掘進排出的煤矸石，其礦物性質屬砂巖類矸石，含碳量低，熱值也較低，但硬度較大，比較適合做骨料代替石子。然而相對于普通石子，掘進矸石的硬度較低，制備的生態透水混凝土的強度較低。本發明低堿度膠凝材料中添加紅矸石粉與廢石粉的混合石粉。煤矸石原本黑色因中含有殘煤、碳質泥巖等可燃物，其中C、S可構成煤矸石自燃的物質基礎。煤矸石野外露天堆放，日積月累，矸石山內部的熱量逐漸積累。當溫度達到可燃物的燃燒點時，矸石堆中的殘煤便可自燃。自燃后矸石變為紅色，成為紅矸石，紅矸石本身硬度較低，經球磨機粉磨呈粉可作為活性混合材使用，廢石粉同樣也需要粉磨處理制較細粒徑，通過紅矸石粉與廢石粉的加入可以提高混凝土強度，尤其是后期強度可保持持續增長。同時保證生態透水混凝土的孔隙率。

另一方面，一種上述固廢基低堿度多孔生態透水混凝土的制備方法，將掘進矸石骨料、一部分掘進矸石骨料、一部分水進行攪拌混合，然后加入粘合劑、減水劑、另一部分掘進矸石骨料及另一部分水繼續攪拌混合獲得。

本發明的第三方面，一種上述固廢基低堿度多孔生態透水混凝土在邊坡防護中的應用。

本發明的有益效果為：